Un mannequin imprimé en 3D pour optimiser la radiothérapie

mannequin pour la radiothérapie

Le boom de l’impression 3D dans le secteur médical, ne concerne plus seulement les implants ou les prothèses de membres. Ses applications vont désormais bien au-delà, donnant lieu à des solutions de simulation de plus en plus réalistes du corps humain pour améliorer les soins de patients.

La start-up française Biomodex par exemple, fournit des maquettes de simulation chirurgicale imprimées en 3D pour améliorer l’entraînement des chirurgiens. On pense aussi à la jeune pousse californienne San Draw et ses simulateurs très réalistes de suture, ou encore le Centre Monash University for Human Anatomy Education qui a développé un kit anatomique imprimé en 3D pour former les étudiants en médecine.

La dernière innovation du genre nous vient de la Louisiana State University (LSU), où une certaine Meagan Moore, chercheure en physique médicale pour la radiothérapie et la fabrication additive, a imprimé un mannequin de simulation grandeur nature en 3D. Le modèle médical réalisé dans le cadre de ses travaux de recherche en radiothérapie, vise à tester l’exposition d’un être humain aux radiations afin de déterminer quel est le meilleur angle pour la dose d’irradiation.

« Il n’existe actuellement aucun modèle corporel personnalisé »

Meagan Moore

Meagan Moore et son mannequin imprimé en 3D « Marie »

L’objectif des travaux menés par la chercheure, porte sur l’amélioration des soins apportés aux patients atteints de cancer en utilisant un substitut plus réaliste et personnalisé. En effet, le peu de mannequins de simulation aujourd’hui disponibles sur le marché sont standards. Ils ne prennent pas en compte la morphologie propre à chaque patient. De surcroît il s’agit le plus souvent de modèles sans membres, et dont le coût peu facilement atteindre les 40 000 $.

« Les mannequins ont été utilisés dans la physique médicale et sanitaire depuis des décennies en tant que substituts du tissu humain… » Explique Meagan Moore. « Le problème est que la plupart des modèles dosimétriques sont actuellement fabriqués à partir d’une norme lorsque des personnes de tous types de corps sont atteintes de cancer. Il n’existe actuellement aucun modèle corporel personnalisé. »

Pour imprimer une pièce d’une telle dimension, la jeune ingénieure révèle avoir utilisé une imprimante 3D du spécialiste de l’impression 3D grand format BigRep. Baptisé « Marie », le mannequin de 1 m 55 pour 6,8 kilos, a été imprimé en quatre parties à partir d’un bioplastique. Le modèle réalisé en 136 heures, peut être rempli d’eau (jusqu’à 136 litres pendant 4h) afin de reproduire une densité variable similaire à celle d’un patient. Le mannequin ne coûterait que 500 $.

Marie

Pour la phase d’assemblage, Meagan Moore explique avoir utilisé une combinaison de soudure, de soudage par friction et de sablage. Côté conception, on apprend que le mannequin a été réalisé en numérisant 5 corps de femmes différents. La chercheur justifie ce choix en expliquant que les femmes auraient un corps plus complexe que les hommes, ce qui correspondait mieux à sa recherche de personnalisation.

Une fois les phases de tests achevés, l’objectif pour Meagan Moore et son équipe sera de trouver une société d’impression 3D capable de fabriquer les modèles afin que les professionnels de la santé et les patients du monde entier puissent bénéficier de soins de radiothérapie optimisés.

Dans les années à venir, la simulation des soins de santé pourraient bénéficier d’avancées considérables grâce à l’impression 3D. D’autres initiatives toutes aussi prometteuses se sont faites connaître dernièrement, notamment celle de l’américain SynDaver Labs.

Cette société basée en Californie spécialisée dans les corps humains synthétiques ultra-réalistes, a développé un mannequin imprimable avec une imprimante 3D de bureau. Baptisé SAMM (SynDaver Advanced Modular Mannequin), ce modèle open source grandeur nature, est vendu 9 998 $. Le prix comprend la machine et une licence pour le logiciel de conception ZBrush.

Meagan Moore posant avec un mannequin imprimé en 3D